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印染行业是排放工业废水的大户,传统的光催化氧化法处理印染废水主要利用以TiO2半导体为代表的光催化剂催化降解污染物,由于半导体的空穴-电子对复合率高,对光的利用率低,在工业上难以广泛运用,现阶段主要利用纳米复合材料光催化降解有机污染物,尽管处理效果好,但是制备纳米复合光催化剂的工艺复杂,成本较高;由于处理污染物效果不佳、还原性环境不易控制,光催化还原领域的研究并不多,研究内容主要集中在对CO2和重金属的转化去除;SO2作为常见的大气污染物,其处理后的副产物Na2SO3由于纯度不高难以被有效利用。本课题主要针对光催化氧化和光催化还原领域出现的相关问题,对简单的铈离子光催化氧化降解酸性橙(AOII),亚硫酸钠光催化还原甲基橙(MO)进行研究。利用Ce3+和Ce4+构建不同的光催化氧化体系,探讨不同光催化氧化体系对AOII、对硝基苯酚(PNP)的降解效果,比较不同PH值对光催化氧化体系的影响,并对氧化机理进行分析;利用SO2的废弃产物亚硫酸钠构建光催化还原体系,探讨不同浓度的催化剂、不同浓度的MO对降解效果的影响,确定最佳工艺条件并降解罗丹明B、茜素率(AG)、对硝基苯酚(PNP)、亚甲基蓝;探究pH值、N2和O2环境对MO降解效果的影响,并对MO的光催化还原机理及产物进行分析。研究结果表明:(1)在原始pH值下反应40min,Ce4+/UV体系对AOII的降解率达到81%,Ce3+/UV体系对AOII的降解率为62%,且Ce4+/UV体系对PNP的降解效果也比Ce3+/UV体系好。(2)在Ce4+的原始pH值下(PH=3.5),反应40min内,Ce4+/UV体系降解AOII的反应速率比Ce3+/UV体系快,但最终的降解率相同,均达到81%;在pH值为碱性条件下,Ce4+/UV体系基本没有催化效果,而Ce3+/UV体系在碱性条件下有较好的催化效果。(3)两种体系对AOII的降解效果主要是OH·起作用,且Ce3+和Ce4+在光催化作用下可以相互转化并产生OH·,其中Ce4+向Ce3+的转化过程更为明显。(4)实验确定了光催化还原体系降解MO的最佳工艺条件为:MO 40mg/L,Na2SO3 4mM;此最佳工艺对罗丹明B、茜素率(AG)、对硝基苯酚(PNP)、亚甲基蓝均有一定的降解效果。(5)实验表明pH值对Na2SO3光催化降解MO的影响不大;微量金属元素对MO的降解没有促进作用;比较发现N2环境下Na2SO3光催化降解MO的效果比在O2环境下好。(6)Na2SO3光催化还原体系产生了活性物种,通过分析MO的降解产物发现MO被还原成中间产物并进一步转化为小分子化合物。